El telescopio espacial James Webb de la NASA ha proporcionado evidencia que respalda la teoría de que los guijarros helados se desplazan hacia adentro desde las partes más frías de los discos protoplanetarios para formar planetas, un proceso ahora confirmado por la observación de las transiciones de vapor de agua.
Los guijarros a la deriva suministran agua a las regiones interiores de los discos de formación de planetas
¿Cómo nacen los planetas? Los científicos han propuesto desde hace mucho tiempo que los guijarros cubiertos de hielo son las semillas de la formación de planetas. Se cree que estos sólidos helados se desplazan hacia la estrella recién nacida desde los confines fríos y exteriores del disco que la rodea. La teoría predice que cuando estos guijarros entraran en la región más caliente, más cercana a la estrella, liberarían cantidades significativas de vapor de agua fría, llevando tanto agua como sólidos a los planetas nacientes.
Ahora el Telescopio espacial James Webb Fue testigo de este proceso en acción, revelando la conexión entre el vapor de agua en el disco interior y los guijarros helados a la deriva del disco exterior. Este descubrimiento abre nuevas e interesantes perspectivas en el estudio de la formación de planetas rocosos.
El concepto de este artista compara dos tipos típicos de discos de formación de planetas alrededor de estrellas recién nacidas similares al Sol. A la izquierda hay un disco compacto y a la derecha un disco extendido con espacios. Los científicos que utilizaron Webb estudiaron recientemente cuatro discos protoplanetarios: dos compactos y dos extendidos. Los investigadores diseñaron sus observaciones para probar si los discos compactos de formación de planetas contienen más agua en sus regiones internas que los discos expandidos de formación de planetas con espacios. Esto sucedería si los guijarros cubiertos de hielo en los discos compactos se desplazaran más eficientemente hacia regiones cercanas a la estrella y entregaran grandes cantidades de sólidos y agua a los planetas interiores rocosos en formación. Crédito: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)
Los hallazgos del Telescopio Espacial Webb de la NASA respaldan el proceso de formación de planetas propuesto desde hace mucho tiempo
Los científicos usan NASAEl telescopio espacial James Webb acaba de hacer un descubrimiento revolucionario al revelar cómo se forman los planetas. Al observar el vapor de agua en los discos protoplanetarios, Webb confirmó un proceso físico que implica la deriva de sólidos cubiertos de hielo desde las regiones exteriores del disco hacia el área de los planetas rocosos.
Desde hace mucho tiempo se ha propuesto que los guijarros helados que se forman en las frías regiones exteriores de los discos protoplanetarios (la misma zona donde se originan los cometas en nuestro sistema solar) deberían ser las semillas fundamentales de la formación de planetas. El principal requisito de estas teorías es que los guijarros se desplazan hacia la estrella debido a la fricción en el disco gaseoso, entregando sólidos y agua a los planetas.
Confirmación de predicciones teóricas.
Una predicción fundamental de esta teoría es que cuando las rocas heladas entran en la región más cálida de la «línea de nieve» -donde el hielo se convierte en vapor- deberían liberar grandes cantidades de vapor de agua fría. Esto es exactamente lo que observó Webb.
«Webb finalmente reveló la conexión entre el vapor de agua en el disco interior y la deriva de guijarros helados desde el disco exterior», dijo la investigadora principal Andrea Banzatti de la Universidad Estatal de Texas, San Marcos, en Texas. “¡Este descubrimiento abre perspectivas interesantes para el estudio de la formación de planetas rocosos con Webb! »
Este gráfico compara los datos espectrales del agua fría y caliente en el disco GK Tau, que es un disco compacto sin anillos, y el disco CI Tau extendido, que tiene al menos tres anillos en diferentes órbitas. El equipo científico utilizó el poder de resolución sin precedentes del MRS (espectrómetro de resolución media) de MIRI para separar los espectros en líneas individuales que exploran el agua a diferentes temperaturas. Estos espectros, visibles en el gráfico superior, revelan claramente un exceso de agua fría en el disco compacto GK Tau, en comparación con el disco grande CI Tau. El gráfico inferior muestra el exceso de datos de agua fría en el disco compacto GK Tau, al menos los datos de agua fría en el disco CI Tau extendido. Los datos reales, en color violeta, se superponen en un espectro modelo de agua fría. Observe lo bien que se alinean. Créditos: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI), Andrea Banzatti (Universidad Estatal de Texas)
«Dans le passé, nous avions cette image très statique de la formation des planètes, presque comme s’il existait des zones isolées à partir desquelles les planètes se formaient», a expliqué Colette Salyk, membre de l’équipe du Vassar College de Poughkeepsie , Nueva York. “Ahora tenemos evidencia de que estas áreas pueden interactuar entre sí. Esto también es algo que habría sucedido en nuestro sistema solar.
Aprovechando el poder de Webb
Los investigadores utilizaron el MIRI (Instrumento de infrarrojo medio) de Webb para estudiar cuatro discos, dos compactos y dos extendidos, alrededor de estrellas similares al Sol. Se estima que estas cuatro estrellas tienen entre 2 y 3 millones de años, lo que sólo serían recién nacidos en el tiempo cósmico.
Ambos CD deberían experimentar una deriva efectiva de los guijarros, entregando los guijarros a una distancia equivalente a Neptunola órbita. Por el contrario, los discos extendidos deberían tener sus piedras contenidas en varios anillos hasta seis veces la órbita de Neptuno.
Este gráfico es una interpretación de los datos del MIRI de Webb, el instrumento de infrarrojo medio, que es sensible al vapor de agua presente en los discos. Muestra la diferencia entre la deriva de guijarros y el contenido de agua de un disco compacto versus un disco expandido con anillos y espacios. En el disco compacto de la izquierda, a medida que los guijarros cubiertos de hielo se desplazan hacia la región más caliente y más cercana a la estrella, no tienen obstáculos. Cuando cruzan la línea de nieve, su hielo se convierte en vapor y proporciona una gran cantidad de agua para enriquecer los planetas interiores rocosos en formación. A la derecha hay un disco extendido con anillos y espacios. Cuando los guijarros cubiertos de hielo comienzan su viaje hacia el interior, muchos de ellos se encuentran detenidos por los huecos y atrapados en los anillos. Menos piedras heladas pueden cruzar la línea de nieve para llevar agua a la región interior del disco. Crédito: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)
Las observaciones de Webb fueron diseñadas para determinar si los discos compactos tienen una mayor abundancia de agua en su región interior rocosa, como se esperaba si la deriva de los guijarros es más eficiente y proporciona abundante masa sólida y agua a los planetas interiores. El equipo optó por utilizar el MRS (espectrómetro de resolución media) de MIRI porque es sensible al vapor de agua presente en los discos.
Los resultados confirmaron las expectativas al revelar un exceso de agua fría en los discos compactos, en comparación con los discos grandes.
A medida que los guijarros se desplazan, cada vez que encuentran un aumento de presión (un aumento de presión) tienden a acumularse allí. Estas trampas de presión no necesariamente detienen el arrastre de piedras, pero sí lo dificultan. Esto es lo que parece ocurrir en los discos grandes con anillos y espacios.
Las investigaciones actuales sugieren que los planetas grandes podrían causar anillos de mayor presión, en los que tienden a acumularse guijarros. También podría haber sido un papel de Júpiter en nuestro sistema solar, inhibiendo el suministro de rocas y agua a nuestros planetas interiores pequeños, rocosos y relativamente pobres en agua.
Resolviendo misterios con datos de Webb
Cuando llegaron los datos por primera vez, los resultados resultaron confusos para el equipo de investigación. “Durante dos meses, estuvimos estancados en estos resultados preliminares que nos decían que los discos compactos tenían agua más fría y que los discos grandes tenían agua más caliente en general”, recuerda Banzatti. «Esto no tenía sentido, porque habíamos seleccionado una muestra de estrellas con temperaturas muy similares».
Sólo cuando Banzatti superpuso los datos del disco compacto a los datos del disco grande, la respuesta quedó clara: los discos compactos contienen agua muy fría justo dentro de la línea de nieve, unas diez veces más cerca que la órbita de Neptuno.
«Ahora finalmente vemos sin ambigüedades que es el agua más fría la que tiene un exceso», dijo Banzatti. «¡Esto no tiene precedentes y se debe enteramente al mayor poder de resolución de Webb!»
Los resultados del equipo aparecen en la edición del 8 de noviembre de Cartas de revistas astrofísicas.
Referencia: “JWST revela exceso de agua fría cerca de la línea de nieve en CD, consistente con Cobble Drift” por Andrea Banzatti, Klaus M. Pontoppidan, John S. Carr, Evan Jellison, Ilaria Pascucci, Joan R. Najita, Carlos E. Muñoz- Romero, Karin I. Öberg, Anusha Kalyaan, Paola Pinilla, Sebastiaan Krijt, Feng Long, Michiel Lambrechts, Giovanni Rosotti, Gregory J. Herczeg, Colette Salyk, Ke Zhang, Edwin A. Bergin, Nicholas P. Ballering, Michael R. Meyer y Simon Bruderer, 8 de noviembre de 2023, Cartas de la revista astrofísica.. DOI: 10.3847/2041-8213/acf5ec
El Telescopio Espacial James Webb es el primer observatorio científico espacial del mundo. Webb resuelve los misterios de nuestro sistema solar, mira más allá de los mundos distantes alrededor de otras estrellas y explora las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional liderado por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.
Los investigadores han descubierto una rara partícula de polvo en un meteorito, formada por una estrella distinta de nuestro sol. Utilizando tomografía avanzada con sonda atómica, analizaron la proporción única de isótopos de magnesio de la partícula, revelando su origen a partir de un tipo recientemente identificado de supernova que quema hidrógeno. Este avance proporciona una mejor comprensión de los eventos cósmicos y la formación de estrellas. Crédito: SciTechDaily.com
Los científicos han descubierto una partícula de meteorito con una proporción de isótopos de magnesio sin precedentes, lo que apunta a su origen en una supernova que quema hidrógeno.
La investigación ha descubierto una rara partícula de polvo atrapada en un antiguo meteorito extraterrestre formado por una estrella distinta a nuestro sol.
El descubrimiento fue realizado por la autora principal, la Dra. Nicole Nevill y sus colegas durante sus estudios de doctorado en la Universidad de Curtin, quienes actualmente trabajan en el Instituto de Ciencias Lunares y Planetarias en colaboración con NASAen el Centro Espacial Johnson.
Meteoritos y granos presolares
Los meteoritos están formados principalmente por materiales formados en nuestro sistema solar y también pueden contener pequeñas partículas de estrellas nacidas mucho antes que nuestro sol.
Las pistas de que estas partículas, llamadas granos presolares, son reliquias de otras estrellas, se descubren analizando los diferentes tipos de elementos que contienen.
Técnicas analíticas innovadoras
El Dr. Nevill utilizó una técnica llamada átomo Sonda tomográfica para analizar la partícula y reconstruir la química a escala atómica, accediendo a la información escondida en su interior.
«Estas partículas son como cápsulas del tiempo celestes y proporcionan una instantánea de la vida de su estrella madre», dijo el Dr. Nevill.
“Los materiales creados en nuestro sistema solar tienen proporciones de isótopos predecibles: variantes de elementos con diferente número de neutrones. La partícula que analizamos tiene una proporción de isótopos de magnesio distinta de cualquier otra cosa en nuestro sistema solar.
“Los resultados fueron literalmente fuera de este mundo. La proporción de isótopos de magnesio más extrema, de estudios anteriores de granos presolares, fue de alrededor de 1.200. El grano en nuestro estudio tiene un valor de 3.025, que es el valor más alto jamás descubierto.
«Esta proporción de isótopos excepcionalmente alta sólo puede explicarse por la formación de un tipo de estrella recientemente descubierta: una supernova que quema hidrógeno».
Avances en astrofísica
El coautor, el Dr. David Saxey, del Centro John de Laeter en Curtin, dijo que la investigación innova la forma en que entendemos el universo, ampliando los límites de las técnicas analíticas y los modelos astrofísicos.
«La sonda atómica nos proporcionó un gran nivel de detalle al que no habíamos podido acceder en estudios anteriores», afirmó el Dr. Saxey.
“La supernova que quema hidrógeno es un tipo de estrella que se descubrió recientemente, casi al mismo tiempo que estábamos analizando la pequeña partícula de polvo. El uso de la sonda atómica en este estudio proporciona un nuevo nivel de detalle que nos ayuda a comprender cómo se formaron estas estrellas.
Vinculando los resultados de laboratorio con los fenómenos cósmicos
El coautor, el profesor Phil Bland de la Escuela de Ciencias Planetarias y de la Tierra de Curtin, dijo que los nuevos descubrimientos del estudio de partículas raras en meteoritos nos permiten comprender mejor los eventos cósmicos más allá de nuestro sistema solar.
«Es simplemente asombroso poder relacionar mediciones a escala atómica en el laboratorio con un tipo de estrella recientemente descubierta».
La investigación titulada “Elemento a escala atómica y estudio isotópico de 25Polvo estelar rico en magnesio procedente de una supernova que quema hidrógeno » fue publicado en el Revista de astrofísica.
Referencia: “Elemento a escala atómica y estudio isotópico de 25Mg-rich Stardust from an H-burning Supernova” por ND Nevill, PA Bland, DW Saxey, WDA Rickard, P. Guagliardo, NE Timms, LV Forman, L. Daly y SM Reddy, 28 de marzo de 2024, La revista de astrofísica. DOI: 10.3847/1538-4357/ad2996
El 5 de julio de 2023, el lanzador Ariane 5 realizó su último vuelo, poniendo así fin a los 27 años de carrera del que fue el primer cohete pesado de Europa. Casi diez meses después, Arianespace vuelve a la plataforma de lanzamiento con su nuevo caballo de batalla avanzado para el transporte pesado: el Ariane 6.
Por primera vez, el núcleo central y los propulsores del Ariane 6 fueron entregados a la plataforma de lanzamiento ELA-4 en Kourou, Guayana Francesa, marcando oficialmente el inicio de la campaña de lanzamiento inaugural.
El miércoles 24 de abril, el núcleo central del cohete, compuesto por el propulsor principal y la etapa superior, fue transportado 800 metros desde el edificio de montaje del lanzador hasta la plataforma ELA-4, donde fue instalado sobre la mesa de lanzamiento mediante una grúa. y con la asistencia de vehículos de guiado automático (AGV).
Durante los dos días siguientes, Arianespace trabajó para entregar los dos propulsores de cohetes de estado sólido P120C del vehículo a la plataforma y luego montarlos en la mesa de lanzamiento a cada lado del núcleo central. Esta es la configuración del Ariane 62 que realizará la primera misión del vehículo.
El primer cohete propulsor sólido Ariane 6 se transporta al sitio de lanzamiento ELA-4 para su integración. (Crédito: ESA/ArianeGroup/CNES)
Al igual que su predecesor, el Ariane 6 tiene un diseño de dos etapas, propulsado por motores que queman hidrógeno líquido y oxígeno líquido. La primera etapa está equipada con un motor Vulcain 2.1, una versión mejorada del motor Vulcain 2 que volaba en el Ariane 5. La segunda etapa, por su parte, está equipada con un motor Vinci de nuevo diseño, capaz de producir 180 kN de empuje en una aspiradora.
Ariane 6 está configurado para volar con un solo par o dos pares de propulsores de cohetes sólidos P120C, que producen un porcentaje importante del empuje total en el despegue. Cada propulsor contiene 142 toneladas de propulsor sólido y puede generar hasta 4.650 kN de empuje.
La capacidad de carga del Ariane 6 varía según la configuración de vuelo utilizada. La versión Ariane 62 que utiliza dos propulsores es capaz de transportar hasta 10.350 kg a la órbita terrestre baja (LEO) y 4.500 kg a la órbita de transferencia geoestacionaria (GTO), mientras que la variante Ariane 64 con cuatro propulsores puede colocar hasta 21.500 kg en órbita baja. Órbita terrestre (LEO). y 11.500 kg en GTO.
«El lanzamiento del Ariane 6 y la restauración del acceso de Europa al espacio son una prioridad absoluta para la ESA a la hora de reanudar los lanzamientos regulares de cohetes desde el puerto espacial europeo», afirmó el director general de la ESA, Josef Aschbacher. “Juntar las etapas del cohete en la plataforma de lanzamiento marca el inicio de una campaña de lanzamiento y muestra que ya casi llegamos; Pronto veremos esta belleza elevarse hacia el cielo.
El siguiente paso en la campaña inicial del Ariane 6 es acoplar los propulsores P120C al núcleo central, actuando como mecanismo de soporte para la pila de lanzamiento. Una vez ensamblados, los equipos realizarán las conexiones mecánicas y eléctricas necesarias.
Luego, para completar el primer Ariane 6, sólo quedará instalar el carenado con las cargas útiles encapsuladas en su interior. Esto tendrá lugar unas semanas antes de la fecha de lanzamiento prevista.
Estas operaciones de integración de vehículos se llevaron a cabo bajo la jurisdicción primaria de la ESA, con el apoyo de ArianeGroup y la agencia espacial francesa CNES.
«Ver el nuevo lanzador europeo en la plataforma de lanzamiento marca la finalización de años de trabajo en las oficinas de diseño y plantas de producción de ArianeGroup y de todos nuestros socios industriales en Europa», dijo Martin Sion, director ejecutivo de ArianeGroup. “Este evento marca también el inicio de una nueva etapa de la campaña de primeros vuelos, con todos los desafíos y complejidades que esto conlleva. Los miembros de nuestro Space Team Europe están poniendo todo su conocimiento y experiencia para que este primer vuelo sea un completo éxito.
El primer núcleo central de Ariane 6 está a punto de ser integrado. (Crédito: ESA/ArianeGroup/CNES)
Ariane 6 está diseñado para poder lanzar varias configuraciones de misión. Estas podrían variar desde misiones LEO que involucran constelaciones de satélites hasta misiones Galileo de lanzamiento dual en órbita terrestre media (MEO), lanzamiento único y lanzamiento dual de satélites geosincrónicos/geoestacionarios.
Para su primer lanzamiento, Ariane 6 intentará entregar un conjunto de pequeñas cargas útiles y experimentos a LEO para clientes como la ESA, la NASA, universidades europeas y varias empresas comerciales.
Algunas cargas útiles constan de CubeSats, mientras que otras permanecerán unidas a la etapa superior para documentar la misión. Dos cargas útiles regresarán a la Tierra en forma de cápsulas de reentrada, diseñadas para probar nuevos materiales.
Arianespace y la ESA apuntan actualmente a una ventana entre el 15 de junio y el 31 de julio de 2024 para el primer vuelo de Ariane 6.
“El programa Ariane 6 entra ahora en su recta final antes del vuelo inaugural desde el Puerto Espacial Europeo en la Guayana Francesa. La soberanía europea sobre el acceso al espacio vuelve a ser posible gracias al duro trabajo de los equipos de la ESA, ArianeGroup y CNES”, declaró Philippe Baptiste, director general del CNES. “Me gustaría agradecerles y enviarles mis mejores deseos para las etapas finales. ¡Vamos Ariane 6!
(Imagen principal: El primer núcleo central de Ariane 6 se encuentra dentro del edificio móvil del complejo de lanzamiento ELA-4 en Kourou en preparación para su lanzamiento inaugural. Crédito: ESA/ArianeGroup/CNES)
Los científicos se están centrando en detectar sulfuro de dimetilo (DMS) en su atmósfera.
El Telescopio Espacial James Webb (JWST), el telescopio más potente jamás lanzado, está a punto de comenzar una misión de observación crucial en la búsqueda de vida extraterrestre.
Como se informó Los tiempos, El telescopio enfocará un planeta distante que orbita una estrella enana roja, K2-18b, ubicada a 124 años luz de distancia.
K2-18b ha atraído la atención de los científicos debido a su potencial para albergar vida. Se cree que es un mundo cubierto de océanos que es aproximadamente 2,6 veces más grande que la Tierra.
El elemento clave que buscan los científicos es el sulfuro de dimetilo (DMS), un gas con características fascinantes. Según la NASA, en la Tierra el DMS es “producido únicamente por la vida”, principalmente por el fitoplancton marino.
La presencia de DMS en la atmósfera de K2-18b sería un descubrimiento importante, aunque el Dr. Nikku Madhusudhan, astrofísico principal del estudio en Cambridge, advierte contra sacar conclusiones precipitadas. Aunque los datos preliminares del JWST sugieren una alta probabilidad (más del 50%) de la presencia de DMS, se necesitan más análisis. El telescopio pasará ocho horas observando este viernes, seguidas de meses de procesamiento de datos antes de poder encontrar una respuesta definitiva.
La ausencia de un proceso natural, geológico o químico que se sepa que genera DMS en ausencia de vida añade peso al entusiasmo. Sin embargo, incluso si se confirma, la gran distancia de K2-18b presenta un obstáculo tecnológico. Viajando a la velocidad de la nave espacial Voyager (60.000 kilómetros por hora), una sonda tardaría 2,2 millones de años en llegar al planeta.
A pesar de la inmensa distancia, la capacidad del JWST para analizar la composición química de la atmósfera de un planeta mediante el análisis espectral de la luz de las estrellas que se filtra a través de sus nubes proporciona una nueva ventana al potencial de vida más allá de la Tierra. Esta misión tiene el potencial de responder a la antigua pregunta de si estamos realmente solos en el universo.
Las próximas observaciones también pretenden aclarar la existencia de metano y dióxido de carbono en la atmósfera de K2-18b, resolviendo potencialmente el «problema de metano faltante» que ha desconcertado a los científicos durante más de una década. Si bien continúa el trabajo teórico sobre las fuentes no biológicas del gas, se esperan conclusiones definitivas dentro de cuatro a seis meses.
